- •Типы кристаллических решеток важнейших металлических элементов
- •1.1 Продукция металлургии
- •1. Применяемые материалы в доменном производстве.
- •2. Выплавка чугуна
- •3. Физико-химическая сущность процесса
- •4. Продукты доменной плавки
- •1. Техногенные побочные продукты промышленности как сырьё для производства стройматериалов
- •2. История развития вопроса о применении шлаков
- •3. Доменные гранулированные шлаки
- •4. Грануляция доменных шлаков
- •5. Шлакопортландцемент
- •6. Процесс получения шлакопортландцемента
- •7. Применение шлакопортландцемента
- •8. Применение шлаков при производстве других строительных материалов. Шлаки от сжигания углей
- •9. Классификация шлаков от сжигания углей
- •10. Применение золошлаковых отходов
- •11. Шлаки черной и цветной металлургии
- •12. Шлаковая пемза
- •13. Процесс производства шлаковой пемзы
- •14. Применение шлаковой пемзы
- •10. Глава VI. Плавильные печи черной металлургии § 20. Мартеновские печи
- •11. Скрап-рудный мартеновский процесс с использованием твердых окислителей
- •§ 2. Механическое оборудование печи
- •§ 3. Форма и размеры плавильного пространства электродуговой печи
- •§ 4. Футеровка основной электродуговой печи
- •§ 5. Электроды
- •§ 6. Электрооборудование печи
- •§ 7. Выплавка стали методом полного окисления
- •§ 8. Жаропрочные стали и сплавы
- •§ 9. Металлургическое производство с точки зрения охраны окружающей среды
- •§ 2. Системы газоотвода и газоочистки
- •§ 10. Утилизация технологических выбросов
- •§ 11. Утилизация шлаков сталеплавильного производства
- •1. Особенности разливки стали
- •2. Ковши для разливки стали
- •3. Способы изготовления стальных отливок
- •3.1 Получение штучных фасонных отливок
- •3.2 Разливка стали в изложницы
- •3.3 Затвердевание и строение стального слитка в изложнице
- •3.4 Обработка жидкого металла вне сталеплавильного агрегата
- •3.5 Непрерывная разливка стали
- •4. Опыт повышения качества стали на оао «Магнитогорский металлургический комбинат»
- •5. Особенности и недостатки непрерывной разливки стали
- •4 Раскисление и легирование стали
- •4.1 Раскисление стали
- •4.2 Легирование стали
- •19. Обработка металлов давлением.
- •21. Введение
- •1 Сущность процесса прокатки
- •2 Устройство и классификация прокатных станов
- •2.1 Классификация станов по типу рабочих клетей
- •2.2 Классификация станов по назначению
- •3 Основы технологии прокатного производства
- •4 Технология производства отдельных видов проката
- •Заключение
§ 8. Жаропрочные стали и сплавы
К жаропрочным, или окалиностойким, относят стали, обеспечивающие эксплуатацию изделий при температурах свыше 500 °С в течение заданного времени.
Оценку жаропрочности сталей, проводят по их сопротивлению пластической деформации (пределу текучести) и разрушению (пределу длительной прочности). Жаропрочность металлов определяется, прежде всего, энергией межатомных связей, которая характеризуется физическими константами материала — температурой плавления, коэффициентом теплового расширения, теплопроводностью и др. При данной температуре плавления жаропрочность металла зависит от температуры его рекристаллизации.
Развитию дислокационного механизма ползучести препятствует легирование сталей, образование в них дисперсных карбидных или интерметаллических фаз. Чем дисперснее и стабильнее эти фазы, тем выше степень упрочнения стали. Легирование твердых растворов, приводящее к увеличению энергии связей между атомами, обусловливает торможение процессов диффузии и рост температуры рекристаллизации. В сталях и сплавах на никелевой основе упрочняющий эффект обеспечивают первичные карбиды (TiC, VC, ZrC, NbC), вторичные карбиды (Ме23С6, Ме6С, Ме7Сз), интерметаллические фазы (Ni3Ti, Ni3Al, Ni3Nb и др.). Стали и сплавы с интерметаллическими фазами обладают большей жаропрочностью по сравнению с карбидосодержащими.
По содержанию легирующих элементов жаропрочные стали, и сплавы разделяют на низко-, средне- и высоколегированные. По структуре различают перлитные, мартенситные, аустенитные стали и т. д. Существует классификация сталей в зависимости от их назначения.
Рассмотрим основные свойства характерных представителей жаропрочных сталей и сплавов. Для изготовления изделий, эксплуатируемых при температурах 350...400°С, применяют стали 15, 20, 25, 30, 40 и 45; для деталей паронагревателей, трубопроводов, турбин с рабочей температурой среды 500...580 °С — низкоуглеродистые стали перлитного класса, легированные кобальтом, молибденом, ванадием (16М, 25ХМ, 12Х1МФ). После нормализации (950... 1050 0С) и отпуска (650...750°С) стали имеют структуру пластинчатого перлита.
Нагруженные детали установок с температурой рабочей среды 450...470°С изготовляют из хромистых сталей. Для повышения эксплуатационных характеристик в состав сталей вводят ванадий, вольфрам, молибден, ниобий, титан, за счет чего повышается температура рекристаллизации. Эти элементы, образуя карбиды и фазы Лавеса, увеличивают жаропрочность стали. Легирование бором, цирконием, церием, а также азотирование способствуют дополнительному увеличению ее жаропрочности. Для достижения оптимальной жаропрочности высокохромистые стали 15X11МФ, 1ХКВНМФ закаливают в масле при 1000...1060 °С и отпускают при 700...740 °С. Структура их после отпуска — сорбит или троостит.
Более высокой жаропрочностью по сравнению с перлитными, мартенситными, ферритными и мартенситно-ферритными обладают аустенитные стали. Они характеризуются большим содержанием хрома и легируются молибденом, вольфрамом, ванадием, ниобием и бором. Аустенитные стали пластичны, хорошо свариваются, но плохо обрабатываются резанием. Для достижения высокой жаропрочности сталей обычно проводят их термообработку: закалку при 1050...1200 °С в воде, масле и на воздухе; старение при 6ОО...8ОО°С.
В зависимости от структуры после термообработки различают стали с карбидным и интерметаллидным упрочнением. Стали 4ХМН14В2М, 4Х15Н7Г7Ф2МС с карбидным упрочнением применяют для изготовления клапанов авиационных двигателей. Стали с карбидным упрочнением менее прочные, чем с интерметаллидным.